[发明专利]一种面向手术显微镜的立体图像互补增强装置及方法

说明书

一种面向手术显微镜的立体图像互补增强装置及方法，第一感光元件作为第一观测被测物体表面发出的光子，第一感光元件对被测物体在第一观测视角下的像进行呈现；第二感光元件从第二观测视角呈现被测物体；左变倍体改变被测物体在第一感光元件上的放大倍率，右变倍体改变被测物体在第二感光元件上的放大倍率；第一感光元件和第二感光元件均与相机同步触发器连接，相机同步触发器控制第一感光元件和第二感光元件同时对被测物体进行拍摄；计算处理模块与相机同步触发器连接，计算处理模块对第一感光元件和第二感光元件的拍摄图像进行模糊增强处理，本发明可以同时提升显微镜的光学分辨率和景深，解决手术显微镜光学中大景深和高分辨率不兼容问题。

技术领域

本发明涉及显微成像处理技术领域，具体涉及一种面向手术显微镜的立体图像互补增强装置及方法。

背景技术

手术显微镜的出现给外科手术带来了革命，全球每年约有五千万例手术需要在显微镜下完成。传统的显微外科手术需要在显微镜下完成，医生比较容易疲劳。如今，得益于数字显微成像技术的发展，研究人员借助成像器件采集显微镜下的图像并通过三维显示器进行渲染显示，进而使医生可以在屏前完成一系列显微外科手术，从而缩短了手术时间，提高了患者的生存率。

空间分辨率一直是显微成像领域研究人员所追求的参数指标，然而，受限于显微镜的特殊光学结构，其空间分辨率和景深呈现一种矛盾关系：随着显微镜放大倍率的提高，光学景深将快速下降，成像分辨率却会变高；随着光圈数值的变大，景深会提高，然而成像分辨率却会变低。在显微成像中，高分辨率可以让医生对细节看得更清楚，而大景深可以为医生提供宽视场，两者对显微成像的效果都起着至关重要的作用。

为了解决这个问题，手术显微镜生产厂家徕卡提出了一种非对称的光学结构，其两路成像光路一路提供大景深一路提供高分辨，依赖人脑的特殊生理结构对两路图像进行融合可以得到高分辨和大景深的立体显微图像，从而提升医生的视觉体验。这种方法虽然可以在一定程度上提升成像效果，然而整个融合过程离不开人脑的参与，人脑得到的立体图像也不能输出提供给其他成像环节使用，如重建和测量环节，因此具有很大的使用限制。如何摆脱显微镜光学结构的约束和限制，得到高分辨和大景深的立体显微图像是目前亟待解决的一个技术问题。

发明内容

为此，本发明提供一种面向手术显微镜的立体图像互补增强装置及方法，以同时提升显微镜的光学分辨率和景深，解决传统手术显微镜光学中大景深和高分辨率不能兼容的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向手术显微镜的立体图像互补增强装置，包括：

立体图像采集单元，所述立体图像采集单元设有第一感光元件和第二感光元件，所述第一感光元件用于作为第一观测被测物体表面发出的光子，第一感光元件对被测物体在第一观测视角下的像进行呈现；所述第二感光元件用于作为第二观测视角接收被测物体表面发出的光子，第二感光元件对被测物体在第二观测视角下的像进行呈现；

非对称显微成像单元，所述非对称显微成像单元设有左变倍体、右变倍体、光源、非对称光圈组和物镜；所述左变倍体用于改变被测物体在第一感光元件上的放大倍率，所述右变倍体用于改变被测物体在第二感光元件上的放大倍率；所述光源用于对所述被测物体打光照明；所述非对称光圈组拥有两路光圈值相异的第一光圈和第二光圈，所述第一光圈用于改变第一观测视角的景深和空间分辨率；所述第二光圈用于改变第二观测视角的景深和空间分辨率；所述物镜用于对包括第一观测视角和第二观测视角光路的显微镜工作距离进行配置；

立体图像采集控制处理单元，所述立体图像采集控制处理单元设有相机同步触发器和计算处理模块；所述第一感光元件和第二感光元件均与所述相机同步触发器连接，相机同步触发器用于控制所述第一感光元件和第二感光元件同时对被测物体进行拍摄；所述计算处理模块与所述相机同步触发器连接，计算处理模块用于对第一感光元件和第二感光元件的拍摄图像进行模糊增强处理。